贯通有序大孔SnO2气敏材料的制备及气敏性能

以聚苯乙烯(PS)微球为模板,氧化锡(SnO_2)纳米晶为骨架,采用颗粒模板法成功制备了贯通有序大孔SnO_2气敏材料。改变PS微球的粒径,可以调节大孔SnO_2气敏材料的大孔孔径,本文以平均粒径约284nm和356nm的PS微球制备了大孔孔径分别约为200nm和260nm的贯通有序大孔SnO_2气敏材料。对制备的样品进行了热重、X射线衍射、扫描电子显微镜和氮气吸附脱附分析。结果表明:大孔排列高度有序,孔道贯通,孔壁由SnO_2纳米晶构成。制备的大孔SnO_2气敏材料不仅具备大孔-介孔-微孔结构,而且具有大的比表面积,具备优异的气敏性能。气敏测试结果表明孔径为200nm和260nm的贯通有序大孔SnO_2在280℃的工作温度下对300μL/L的乙醇气体的灵敏度为145、245,分别是无大孔SnO_2纳米晶的2.2倍、3.7倍。

温度对Ⅰb型和Ⅱa型金刚石大单晶(100)表面特征的影响

本文在5.6 GPa,1250—1340?C的条件下,利用温度梯度法,以FeNiMnCo合金为触媒,沿籽晶的(100)晶面成功合成了不同晶形的优质Ⅰb型和Ⅱa型金刚石大单晶.利用激光拉曼附件显微镜,分别对上述不同温度下合成的两类金刚石样品上表面(100)面的中心区域及棱角区域进行观察分析.研究发现,Ⅰb型和Ⅱa型金刚石大单晶(100)晶面上从中心到棱角处黑色纹路的分布逐渐变黑变密集;另外,随着金刚石合成温度的升高,Ⅰb型金刚石大单晶(100)面上黑色纹路由稀疏逐渐变稠密,而Ⅱa型金刚石大单晶的黑色纹路较为稀疏;Ⅰb型金刚石大单晶的形貌特征表现为从低温晶体的不规则分布过渡到中温、高温晶体的典型树枝状分布.Ⅱa型金刚石大单晶(100)面特征随温度变化规律与Ⅰb型的类似.这两类金刚石大单晶表面特征的差异可能是由于Ⅱa型金刚石具有比Ⅰb型更小的生长速度和更少的氮含量.最后,对两类塔状金刚石大单晶进行拉曼光谱测试分析,结果表明Ⅱa型金刚石大单晶的品质较Ⅰb型金刚石大单晶好.

不同类型宝石级金刚石生长过程中石墨的不同析出形式

在压力5.3 GPa、温度1603 K的FeNiCo(wt%55∶29∶16)触媒中沿{111}面合成Ⅰb型及Ⅱa型宝石级金刚石过程中金刚石周围分别伴随有片状及粉末状石墨析出。这两种不同形态的石墨均会对金刚石生长产生不利影响。对这两种石墨进行XRD和SEM测试分析表明:生长Ⅰb型和Ⅱa型金刚石时所析出的石墨分别为再结晶石墨和微晶石墨。本文分析了这两种石墨析出原因的异同点。

Ib型金刚石大单晶的限形生长

金刚石的限形生长有利于其后续加工.对于磨料级金刚石限形生长的研究已经比较透彻,但金刚石大单晶的限形生长尚缺乏全面系统的研究.本文以Fe Ni(64wt%:36wt%)合金为触媒,利用高温高压下的温度梯度法在5.6 GPa时对不同温度下分别沿(100)面和(111)面生长的Ib型金刚石大单晶的晶形进行了研究.研究表明:随着温度的升高,沿(100)晶面生长的金刚石大单晶的晶形分别为板状、塔状直至尖塔状,而沿(111)面生长的金刚石大单晶的晶形则分别为塔状和板状;分析了不同温度下分别沿(100)面和(111)面生长金刚石大单晶不同晶形高径比的变化情况.利用不同压力和温度下的金刚石大单晶合成实验绘制了沿(100)和(111)面生长金刚石大单晶的晶形在V形生长区域内的分布示意图,表明沿(111)面生长的金刚石大单晶V形区温度下限明显比以(100)面生长的高,而沿这两面生长金刚石大单晶的V形区温度上限差别并不明显.对不同生长面V形区温度上下限的差别进行了解释,据此实现了Ib型金刚石大单晶的限形生长.

Ti_3SiC_2结合立方氮化硼超硬复合材料的制备与微观结构

以Ar气氛保护管式炉常压合成的Ti3SiC2粉体和商业立方氮化硼微粉为原料,采用六面顶压机,在4.5GPa、1 050℃保温10min的条件下制备出Ti3SiC2结合立方氮化硼超硬复合材料。用扫描电子显微镜观察了复合材料的微观结构,用X射线衍射和电子能谱分析样品的结构和成分。结果表明:立方氮化硼颗粒均匀地分布在基体中,且两者界面结合良好;磨损实验之后,立方氮化硼颗粒仍然与基体结合良好。复合材料基体主要成分为Ti3SiC2以及少量TiC作为第二相。用气氛保护管式炉不能在常压条件下制备这种复合材料,主要原因不是立方氮化硼在常压条件下的高温相变,而是Ti3SiC2在氮化硼存在时的高温分解。

垃圾焚烧飞灰砂浆试验研究

随着城市生活垃圾焚烧处理方式的不断推广,焚烧飞灰的产生量也不断增加。由于垃圾焚烧飞灰中富含有害重金属,属于危险废物,必须进行无害化处理。应用常规的工艺方法,用飞灰取代部分水泥制备砌筑砂浆;研究了飞灰对砂浆拌合物稠度、凝结时间等基本性能以及砂浆的力学性能和重金属浸出规律的影响,并进行了微观分析。试验结果表明,虽然飞灰会损失砂浆部分强度,但是砂浆能大幅度地减少重金属的浸出量;水泥对飞灰中重金属的固化效果良好,同时以飞灰作为辅助材料制备砂浆可以作为飞灰资源化利用的有效途径。

矿渣高温固化垃圾焚烧飞灰中的重金属

垃圾焚烧飞灰由于含有大量重金属属于危险固体废物,重金属的浸出含量影响其资源化利用。模拟高炉矿渣在熔融状态下固熔部分飞灰,研究固熔体急冷后其重金属的浸出规律,采用SEM-EDS、XRD、FTIR研究固熔体固化重金属的机理。结果表明:重金属浸出量随着熔融温度的升高而减少,随着飞灰掺量的增加而增加,但浸出浓度远低于国家标准;SEM-EDS表明,主要重金属均出现在固熔体中;XRD证实有部分Zn以生成Ca_2ZnSi_2O_7的形式被固化;FTIR的结果也表明固化的重金属影响了Si—O—Si键的周围环境。

水热法制备纳米SnO_2及其气敏性能

以SnCl4·5H2O和氨水为原料、水和乙醇的混合溶液为溶剂,采用水热法制备纳米SnO2。利用粉末X射线衍射、透射电子显微镜和紫外--可见吸收光谱对纳米SnO2样品进行了表征。结果表明:纳米SnO2为金红石结构,晶粒尺寸在2.8~5.3nm,平均晶粒尺寸为3.5nm,颗粒大小均匀、分散性好。进一步制备SnO2气敏元件并评价其气敏性能,发现纳米SnO2样品对乙醇蒸汽具有很高的灵敏度、很好的选择性和快速响应--恢复时间等优越的气敏特性。

铝土矿浮选尾矿对水泥砂浆性能的影响

以铝土矿浮选尾矿为研究对象,探讨了烘干尾矿、尾矿浆用作水泥基材料掺和料的可行性,测定了其对砂浆基本性能的影响。结果表明,尾矿作为混合材料能显著缩短水泥的凝结硬化时间;尾矿作为掺和料能够增加砂浆的保水性,提高砂浆的吸水率,降低砂浆的稠度;掺入10%的尾矿对砂浆的密度和力学性能具有较好的改善作用。因此,尾矿作为掺和料是可行的,有利于消耗废渣,改善生态环境。

高压制备Ag_(1-x)Pb_(18)SbTe_(20)及其电学性能的研究

采用高压方法制备了Ag偏离化学计量比的Ag1-xPb18SbTe20(x=0,0.3,0.6)样品,研究了Ag含量及温度对样品电学输运性能的影响。X射线衍射测试结果表明,样品具有单相NaCl结构,晶格常数随Ag含量的减少而变小。电学输运性能测试表明:与常规制备方法相比,高压方法制备的AgPb18SbTe20样品的电导率较高;样品电导率随x的增大而逐渐增大,x=0.6时,室温条件下的样品电导率高达1 598.4S/cm。随着温度的升高,Seebeck系数增大,电导率减小。300℃时,Ag0.4Pb18SbTe20样品的功率因子达到最大值,约为1.97mW/(m·K2)。